（重点·方法·点拨）物质结构与性质综合题突破（学生版）

物质结构与性质综合题中的各小题之间相对独立，主要考查原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构

与性质，具体考查角度如下：

⑴以原子或离子结构为主线的考查角度

一式球形）1

形状

出现概率_p（哑铃形）一爷

原子核外电子—d（花瓣形）」

（离子）运动特征能一高低

原子轨道

离核远近

一①电子排布式------

电负性大小一|考查一②轨道表示式------

电离能大小」结构决良性质

一③电子的成对情况一

L④洪特规则特例一

⑵以分子结构为主线的考查角度

电负性型通常形成常考杳离子键的

大于1.7”高子健强弱比较

船兽配位键

成及空轨道

键

共用电子极性铀与

原

共价京偏移"非极性键

子「键的-

分类原子间共用单键、双

电子对数键、三键

电负性差通常形成

小于共价键-原子轨道一班u班

1.7’重叠方式“键与”键

常

原子杂号「Sp、Sp2、］分子

L化轨道多sp，丫空间

类型堀电子对结构

⑶以晶体结构为主线的考查角度

分子分子晶体

分子间作用力及性质

L晶胞参数、密度

阴、阳离子离子晶体肝微粒间的距离

弁匚空间利用率

高子键及性质

HH考查

晶胞中

体原子共价晶体热点「原子坐标

共价链"及性质微粒

一投影图

空间

L空隙问题

金M原子金属晶体位置

为丽一~"及性质

晶体类型的5种判断方法

⑴依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断

①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。

②原了•晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。

③分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。

④金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。

⑵依据物质的分类判断

①金属氧化物（如K2O、Na?。?等）、强碱（NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。

②大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅等）、非金属氨化物、非金属氧化物（除SiO?外）、几乎所有的

酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。

③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。

④金属单质是金属品休V

⑶依据晶体的熔点判断

①离子晶体的熔点较高。

②原子晶体的熔点很高。

③分子晶体的熔点低。

④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。

（4）依据导电性判断

①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。

②原子晶体一般为非导体。

③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质（主要是酸和强极性非金属氢化物）溶于水，使分子内的化学键

断裂形成自由移动的离子，也能导电。

④金属晶体是电的良导体。

⑸依据硬度和机械性能判断

①离子晶体硬度较大、硬而脆。

②原子晶体硬度大。

③分子晶体硬度小且较脆。

④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。

【点拨】(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。

(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42X10-|0m,比金刚石中碳碳共价键的

键长(键长为1.54X101。m)短，所以熔、沸点高于金刚石。

(3)AlCb晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低］熔点190°C)。

(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。

1.硒(Sc)是一种有重要作用的元素，可以形成多种化合物。

⑴基态硒原子的核外电子排布式为。

(2)H2SeO3的中心原子杂化类型是,SeOM的空间结构是。

(3)H?Se属于(填“极性”或“非极性”)分子。

(4)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料-，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为；

若该晶胞密度为"g・cm口，硒化锌的摩尔质量为Mg-molI必代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数〃为

__________piTlo

1.(2024・北京•高考真题)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。

(l)Sn位于元素周期表的第5周期第IVA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整：

5s5p

(2)Sn02和SnCL是锡的常见氯化物，SnCl?可被氧化得到。

Cl

Sn

。约120℃(

①SnJ分子的VSEPR模型名称是

②Sn。,的Sn-Cl键是由锡的轨道与氯的3P轨道重叠形成o键。

（3）白锡和灰锡是单质Sn的常见同索异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立•方金刚石

结构。

白锡灰锡

①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有个。

②若白锡和灰锡的晶胞体枳分别为中0?和v2nm3,则白锡和灰锡晶体的密度之比是

⑷单质Sn的制备：将SnO?与焦炭充分混合后，于情性气氛中加热至800（,由于固体之间反应慢，未明显

发生反应。若通入空气在800笛下，SnO?能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是。

2.（2024.山东•高考真题）镒氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：

（l）Mn在元素周期表中位于第周期族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是一

（填元素符号）。

⑵Mn如某种氧化物MnO,的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为

O空位的产

生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是（填标号）。

A.CaOB.V2O5C.%。：,D.CuO

⑶|BM1MrB目(见图)是MM),晶型转变的诱导剂。的空间构型为；[BMIM]，中味噗环存在肾大兀

键，则N原子采取的轨道杂化方式为。

[BMIM]+BF；

(4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化齐IJ(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异

外，另一重要原因是。

3.(2024.全国.高考真题)IVA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:

(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为一，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为一

(2)CaC?俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为一(填标号)。

a,离子键b.极性共价键c.非极性共价键d.配位键

CH

(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷-[人石3，其中电负性最大的元素是一,硅原子的杂化轨道类型为

H

(4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如卜表，结合变化规律说明原因:

物质SnF,SnCl4SnBjSnI,

熔点/℃442-3429143

⑸结晶型PbS可作为放射性探测器兀件材料，其立方晶胞如图所不。其中Pb的配位数为一＜设NA为阿

伏加德罗常数的值，则该晶体密度为—g-cn]3(列出计算式)。

H---------H

594pm

4.(2024•浙江•高考真题)氧是构建化合物的重要元素。请回答：

(I)某化合物的晶胞如图I,Q的配位数(紧邻的阳离子数)为；写出该化合物的化学式,写出该

化合物与足量NH4CI溶液反应的化学方程式。

OO

GK

OCI

图I

(2)下列有关单核微粒的描述正确的是_______。

A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种

B.Na的第二电离能〉Ne的笫一电离能

C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24P2

D.Fe原子变成Fe「优先失去3d轨道上的电子

(3)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。

RO-C-OHRO-C-OHRO-C-OHRO-C-SH

HAHBHCHD

图2

①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(-O-H…。H?),按照氢键由强到弱对三种酸排序,请说明

理由______O

②已知HC、HD钠盐的碱性NaONaD,请从结构角度说明理由_____。

5.(2024•全国•高考真题)Ni(CO)J四段合银，沸点43℃)可用于制备高纯银，也是有机化合物世基化反应

的催化剂。回答下列问题：

(l)Ni基态原子价电子的轨道表示式为。银的晶胞结构类驾与铜的相同，晶胞体积为二,银原子半径

为。

⑵Ni(CO),结构如图甲所示，其中含有。键的数目为,Ni(CO)4晶体的类型为。

O

甲

(3)在总压分别为0.10、0.5。、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)』体积分数x与温度的

关系如图乙所示。反应Ni(s)+4CO(g)=Ni(CO)4(g)的AH0(填“大于”或“小于从热力学角度考虑,

有利于Ni(CO)4的生成(写出两点)。幺、100C时CO的平衡转化率a=,该温度下平衡常数5=

(MPa)-\

乙

,6,8,6,S,6

(4)对于同位素交换反应Ni(CO)t+CONi(CO)3CO+C0,200C时反应物浓度随时间的变化关系为

“2(5))4]=式用960)小-〃化为反应速率常数)，则NiCo),反应一半所需时间旷(用k表

示)。

1.(2025•浙江•模拟预测)氮及其化合物在生产生活中有重要用途。

(1)同周期第一电离能比N大的元素有(用元素符号表示)；NO；的大兀键可表示为

(2)三硝基甲苯可用来制作炸药TNT,试从分子结构中分析其易爆炸的原因o

(3)下列说法不亚砚的是。

A.NCh分子的极性比PC4的大

B.碱性：NH2OH>NH3>N2H4>NH2CH3

C.AIN的熔点为22000C,硬度高，推测它为共价晶体

D.NH6%中存在配位键，提供空轨道的是B

(4)已知NH；,N4H:的空间结构均为正四面体形，NH；的结构式为(一表示共用电子对由N

原子单方面提供)，请画出N4H:的结构式(要求画出配位键)o

(5)Fe与N形成的某种化合物晶体的晶体结构如图所示，已知六棱柱底面边长为卬m,高为2印m,阿伏伽

德罗常数为M，则该晶体的密度为g\

2.(2024•四川成都•模拟预测)碳族元素的单质及化合物广泛存在于生产生活的方方面面。请回答下列问题：

(I)基态C原了-，共有种不同空间运动状态的电了-。Ge的核外电了排布式为。

(2)电石CaC2与萤石CaF2的“离子键成分百分数”相较更大的是。

(3)金刚石和石墨互为。石墨的晶体类型为。金刚石为三维骨架结构(如图)，在由共价键形成的

碳原子环中，最小的环为元环。

(4)在硅酸盐中，SiOj四面体(图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。

图b为一种无限长单链结构的多硅酸根，其化学式为o

(5)玛瑙(非晶态/玻璃态)与水晶(晶态)均由熔融SiCh冷却形成，则冷却速率玛瑙水晶(填'A或“V”，后

同)。青铜是铜与锡(Sn)的合金，硬度青铜纯铜。

(6)PbL在饱和溶液中析出时现象酷似''水中黄金雨”，极具观赏性，己知Pbh固体以单分子形式存在，则Pb

的杂化形式为。

(7)已知Ge(OH)4与Sn(OH)4均为两性化合物，且酸性Ge(OH)4>Sn(OH)4,碱性Ge(OH)4<Sn(OH)4,试从结

构角度予以解释o(“Ge-O”与“Sn-O”可视作极性共价键)。

3.(2024・四川成都•模拟预测)我国是有色金属资源最丰富的国家之一，铜、钻、银、锌等有色金属及化合

物在机械制造、磁性材料、新型电池或高效催化剂等许多领域都有着广泛的应用。请回答下列问题;

(l)Mn(BH02是一种储氢材料，Mn"基态核外电子排布式为，MMBHR中B原子的杂化类型

为o

(2)研究发现，在CO?低压合成甲醇的反应(CO2+3H2->CHQH+H2O)过程中，银氧化物负载的纳米粒了•催化

剂具有高活性，显示出良好的应用前景。生成物H?0的沸点比CH30H的高，原因是o

⑶钻元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钻的化学式为CO(NH3)5C13,是一种典型的维尔纳配合物,

具有反磁性，0.01molCO(NH3)5CI3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87白色沉淀。

©CO(NH3)5C13中(2。3+的配位数为；

②三氯五氨合钻中不存在的化学键有_________(填标号)。

a.共价键b.配位键c.氢键d.离子键e.金属键

(4)Cu-Mn-AI合金的晶胞结构如图1所示，该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心的位置，图2

是沿立方格子对角面取得的截面图。

①若A原子的坐标参数为(0,0,0),C为(1,1,1),则B原子的坐标参数为.

②己知r(Cu)=r(Mn)=127pm,r(AI)=143pm,则Cu原子之间的最短核间距离为pm。

③以晶胞的密度为gcm\(列出计算式即可，设NA为阿伏加德罗常数的值)

4.(2024.山东泰安・模拟预测)新质生产力催生生物技术、新材料高质量发展。

⑴色胺酮来源于天然植物中药板蓝根，是板蓝根抗菌、抗病毒活性成分之一。以甲醇为溶剂，Co2+可与色

胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钻配合物(合成过程如图所示)。

①基态Cl?♦价电子排布式为。

②色胺酮分子中，含氧官能团名称；所含元素第一电离能由大到小的顺序为；该分子

结构上具有较好配位的氮原子和氧原子以及超共规的平面大兀铤体系，则分子中N原子的杂化类型

为:形成配位键的N原子是（填“I”或"2”）。

③色胺酮钻配合物中钻的配位数为;X射线衍射分析显示色胺酮钻配合物晶胞中还含有一个

CH30H分子，CH30H是通过作用与色胺酮钻配合物相结合。

⑵超高硬度生物材料Ti3Au合金是理想的人工髅关节和膝关节材料，其晶体有a-TisAu、供Ti3Ali两种结构，

如下图所示。

@«-Ti3Au晶胞中，Ti原子周围与它最近且距离相等的Ti原子有个。

②p-Ti3Au的晶胞边长为509pm,每个晶胞面上有两个Ti原子邛-RaAu晶体的密度是g-cm%列出

计算式，设阿伏加德罗常数的值为NA）。

③与P-Ti3Au晶体相比，a-ThAu晶体有更长的Ti-Au键键长。上述两种晶体中硬度较高的是（填

“a-TijAu”或“B-TijAu"）.

5.（2024.海南•三模）过渡元素在材料，化工生产和生活中均占有重要地位。研究相关元素及它们所衍生出

的化合物对科学和社会发展有重要意义。回答下列问题：

⑴具有高能量密度的LiNi,（Mn,8Al）iO2是值得深入研究的电池正极材料。基态C。原子的核外电子排布

式是o

（2）Mn的一种配合物化学式为［Mn（CO）5（CH£N）］,CH.CN与Mn原子配位时，提供孤电子对的是原

子，配体CH,CN中，所含元素电负性由小到大的顺序为：两个C原子的杂化类型为，。键与万键

数目之比为。

（3）Zn和Cu,第二电离能与第一电离能之差较小的是_____（填“Zn”或“Cu”），判断理由是。

（4）铁硫簇是普遍存在于生物体内的最古老的生命物质之一。一种铁硫原子簇的结构如图所示:

该化合物的化学式为,中心原子Fe的配位数为

(5)氧化铀(CeO?)常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂YQ，，Y”占据原来Ce"的位置，可以得

到更稳定的结构，这种稳定的结构使得氧化锦具有许多独特的性质和应用。假设CeC)2晶胞边长为〃pm。晶

胞结构如下图:

CeO?晶胞中，与Ce4♦相邻且最近的Ce4+有个。若掺杂丫°后

CeOY,O

0CJ+或丫3+•或氧空位:无。2・)

得到〃(CeC)2)：〃(Y2O3)=0.8：0.1的晶体，则此晶体中0?-的空缺率为°

6.(2024•宁夏银川•模拟预测)碳和硅是同主族元素，但是CO?和SiO?的性质和应用却有着很大差异。

(1)原子结构与元素性质分析

①基态碳原子占据的最高能级的原子轨道的形状是(填名称)。

②基态Si的价层电子轨道表示式是：O

③元素C、Si、O的电负性由大到小的关系是o

(2)微粒间相互作用与物质性质

①CO?和SiO2中同时存在。键和z键的是(填化学式)。

②CO2分子的空间结构是,碳原子的杂化轨道类型为。

③SR晶体结构如下图所示，SiO2晶体中每个最小环上的原子数为

SiO2晶体干冰晶体

(3)不同聚集状态的物质与性质

①Si与C同主族，但SiO2与CO?的熔沸点等物理性质差距很大，请从晶体结构角度解释其原因

②干冰晶体结构如上图所示，下列关于SiQ与C0?叙述止确的是,

a.固体SiO?一定是晶体

b.干冰晶体中，每个CO?周围紧邻12个CO?

c.SiO,晶胞中，含有Si原子8个和。原子16个

③某种含硅化合物晶胞结构如图所示，这种含硅化合物的化学式为

OSi

OMg

④己知该化合物的晶胞边长为叩m,阿伏加德罗常数的值为NA，则其晶体的密度为—g・cm。

7.(2024•浙江杭州•模拟预测)学习结构化学，有助于洞悉物质内部奥秘。回答下列问题：

(1)根据下图所示规律，1〜18号元素中位置最低的元素的基态原子核外电子排布式为。

(2)已知某化合物的结构简式为『不能使漠的四氯化碳溶液褪色，则Se的杂化方式为。

⑶谷氨酸的电离常数K『6.46x10*35.62x10-5,(3=2.14x10/°。请在下图标出Kai、Ka2＞心对应的基

团。_________

HOOC-CH2-CH2-CH-COOH

(4)一定条件下SbCl]与Gael,以物质的量之比为1：1混合得到一种固态离子化合物，其结构组成可能为：(a)

[SbCl；][GaCl4]n£(b)[GaCI2][SbCI：],该离子化合物最可能的结构组成为_________(填“屋或“b”)，理由

是。

（5）钾元素与氧元素形成的某些化合物可以作为宇宙飞船的供氧剂。其中•种化合物的晶胞在xy平面、xz

平面、yz平面上的投影如图所示，其晶胞边长为anm,NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为

g・cm'（用含a、NA的代数式表示）。

晶胞沿着二轴在晶胞沿着V轴在晶胞沿着x轴在

W面上的投影心面上的投影产面上的投影

8.（2024•河南郑州•模拟预测）某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO,溶液的有机

高聚物（结构片段如图所示）作固态电解质，其电池总反应为

I（rAI放电1「，、r

Mi.O2+-Zn+1+